E-3空中預警機

E-3哨兵空中预警机 ()是一款由波音公司研发的空中预警与控制飞机。E-3 通常被称为空中预警与控制系统(Airborne Warning and Control System,AWACS)。该机型源自波音707客机,能够提供全天候监视、指挥、控制和通信能力,目前由美国空军、北约、法国空天军、沙特皇家空军和智利空军使用。E-3的最显著特征是 机身上方的旋转雷达阵列。该机于1992年停产,共生产68架。

在20世纪60年代中期,美国空军正在寻找一种飞机来替代其活塞发动机驱动的洛克希德EC-121预警星预警机,该机已经服役十多年。在向三家公司发出初步研发合同后,美国空军选择波音公司建造两架试验机,用于测试西屋电气和休斯两家公司竞争的雷达系统。这两种雷达都采用脉冲多普勒技术,最终西屋电气的设计赢得了合同。首架量产型 E-3 的测试于1975年10月开始。

第一架美国空军E-3于1977年3月交付,在随后七年内共制造34架。此外,E-3 还被北约(18架)、英国(7架)、法国(4架)和沙特阿拉伯(5架)采购。到1991年最后一架飞机交付时,E-3已参与波斯湾战争,在指挥联军飞机对抗伊拉克军队的行动中发挥了关键作用。

该机型是波音707衍生系列在34年持续生产后的最后一种型号。通过多次升级,其作战能力得以维持并不断增强。1996年,西屋电气的防务部门被诺斯洛普收购,随后更名为诺斯洛普·格鲁曼任务系统,目前负责支持E-3的雷达系统。2022年4月,美国空军宣布波音E-7楔尾鹰预警机将从2027年开始逐步取代E-3哨兵空中預警機。

發展
背景
1963年,美国空军征求一项空中预警与控制系统(AWACS)的方案,以替代已经在空中预警任务中服役十余年的EC-121警戒星预警机。 新型飞机将利用雷达技术的改进以及计算机辅助雷达数据分析与数据压缩处理的发展。这些技术使机载雷达能够实现向下探测,即探测低空飞行飞机的运动,并能够在陆地背景上区分目标飞机的运动;此前由于无法将飞机轨迹与地面杂波区分开来,这是无法做到的。美国空军向波音、道格拉斯和洛克希德三家公司发出了合同,其中洛克希德于1966年7月被淘汰。1967年,又启动了一项并行计划来开发雷达系统,要求西屋电气和休斯飞机竞争研制该雷达。1968年,在改装的EC-121Q上进行开发测试时,该项目被称为陆地雷达技术(Overland Radar Technology,ORT)。无论哪家公司赢得雷达竞争,都将使用西屋电气的雷达天线,因为西屋电气在高功率射频(RF)移相器设计方面处于领先地位,这些移相器既可将射频信号聚焦成铅笔状波束,也可通过电子扫描实现高度测量。

波音最初提出专门设计一种新飞机,但测试表明其性能不会优于已经投入运营的波音707,因此最终选择以 707为基础。为了增加续航能力,该设计原计划使用八台通用电气TF34发动机。飞机将把雷达安装在机身上方、后掠尾翼前方的旋转雷达罩中。 1970年7月,波音在竞争中击败了麦克唐纳·道格拉斯基于DC-8的方案。最初订购两架飞机作为测试平台,编号EC-137D,用于评估两种竞争雷达。由于测试机不需要量产型飞机要求的14小时续航能力,EC-137 仍使用普拉特·惠特尼JT3D发动机;后来即使续航要求有所降低,量产型也继续使用JT3D发动机。

第一架EC-137于 1972年2月9日 首飞,两种雷达的对比飞行测试在 1972年3月至7月之间进行。 起初人们认为休斯飞机的雷达几乎肯定会获胜,因为它与新型F-15鹰式战斗机的AN/APG-63雷达的开发有关。西屋电气雷达使用流水线快速傅里叶变换(FFT)来 数字化分辨128个多普勒频率,而休斯飞机的雷达则使用基于F-15设计的模拟滤波器。西屋电气的工程团队通过使用可编程18位计算机赢得了竞争,该计算机的软件可以 在每次任务前进行修改。这台计算机源自B-57G项目的AN/AYK-8设计,并因其大幅扩展的存储容量 被命名为AYK-8-EP1。该雷达还具备一种超视距脉冲模式,可以与脉冲多普勒雷达模式相结合。当雷达波束指向地平线以下时,BTH模式在海上探测舰船时尤其有效。

全面开发阶段
1973年1月26日,AWACS系统的全面研制获得批准。为了进一步开发飞机系统,下达了三架预生产型飞机的订单,其中第一架于1975年2月完成首飞。IBM和Hazeltine被选中负责开发任务计算机和显示系统。IBM的计算机被命名为4PI,其软件使用JOVIAL编程语言编写。熟悉半自动地面环境系统或备用截击控制系统的操作员能够很快适应其航迹显示和表格显示界面,但符号体系的差异在 冰岛、欧洲大陆和韩国 的战术地面雷达系统通过Link-11(TADIL-A)数据链进行协同时会造成兼容性问题。1977年,伊朗曾订购 10 架 E-3,但该订单在伊朗伊斯兰革命后被取消。

工程、测试与评估于1975年10月在第一架 E-3哨兵预警机上开始进行。1977年至1992年期间,共生产68架E-3。
未来计划
由于波音707已不再生产,E-3的任务系统已被安装到波音E-767上,用于交付至日本航空自卫队。E-10 MC2A原本计划替代美国空军的 E-3,同时也替代RC-135和E-8联合星指挥机,但该项目后来被美国国防部取消。

北约计划将其E-3机队的服役期限延长至2035年,届时将由联盟未来监视与控制(Alliance Future Surveillance and Control,AFSC) 项目取代。 英国皇家空军在21世纪初决定限制对E-3D机队的投资,将原本用于机队升级的资金转用于替代机型计划。2019年3月22日,英国国防大臣宣布签署一项 19.8亿美元(约合2024年23.9亿美元) 的合同,用于采购五架波音E-7楔尾鹰预警机。美国空军计划退役31架E-3中的15架,并采购E-7作为替代。

2023年3月31日,美国空军正式退役第一架E-3。

设计
概览
E-3哨兵预警机的机体基于波音707-320B Advanced 改进型号。主要改动包括旋转雷达罩、将液压系统压力从241 bar提高到345 bar(3500–5000 psi) 以驱动雷达罩旋转,单点地面加油系统、空中加油能力,以及紧急跳伞通道或滑道。为了降低安装成本,后来取消了第二个跳伞滑道。

美国空军和北约的E-3在不进行空中加油的情况下航程超过5,000海里(9,300 km),续航时间约8小时。法国、沙特阿拉伯和英国采购的较新型 E-3配备了CFM56-2涡扇发动机,续航时间可达约11小时或航程超过9,250 km(5,750 mi)。 通过空中加油可以进一步增加航程和滞空时间,同时机组人员可以轮班工作,因为飞机上设有机组休息区和餐饮区。飞机后部配备一个卫生间,驾驶舱后方设有小便器;沙特的E-3在后部额外增加了一个卫生间。

升级方案
在1987年至2001年之间,美国空军的E-3在Block 30/35改进计划下进行了升级。改进内容包括:

  • 安装电子战系统和电子侦察能力,用于主动和被动方式 的目标探测。
  • 安装Class 2H 联合战术信息分发系统(JTIDS),该系统能够提供 快速且安全的通信能力,用于向其他友军平台传输信息,包括 目标位置和识别数据。该升级系统使Link 16军事战术数据链能够作为Block 30/35 升级的一部分 被加入。此前版本的 E-3(北约/美国标准型和Block 20/25型) 使用的是Class 1 JTIDS 系统,该系统 不具备 Link 16 能力。
  • 增加全球定位系统(GPS)能力。
  • 对机载计算机和软件进行全面升级,以支持JTIDS Class 2H、Link 16、新的电子战系统,并为未来的升级扩展提供条件。

雷达系统改进计划(RSIP)
雷达系统改进计划(Radar System Improvement Program,RSIP) 是一个美国与北约联合开发项目。沙特阿拉伯于2013年开始RSIP升级;第一架飞机由波音在西雅图进行升级,其余四架飞机在 2014 至 2016 年期间于利雅得完成升级。

北约中期升级计划
在2000年至2008年期间,北约将其E-3升级至中期计划标准(Mid Term Program,MTP)。此次升级包括技术升级以及多传感器系统的全面整合。
全球运行与导航航电系统替换计划(DRAGON)
2009 年,美国空军与北约合作启动了一项大型驾驶舱航电现代化计划,以确保飞机符合全球空域运行规定。该计划名为全球运行与导航航电系统替换计划(DMS Replacement of Avionics for Global Operation and Navigation,DRAGON),并于2010年授予波音公司和罗克韦尔·柯林斯。该项目基于其Flight2飞行管理系统(FMS),将几乎所有航电设备替换为罗克韦尔·柯林斯的现代化数字设备。主要升级包括数字音频分配系统、Mode-5/ADS-B 应答机、国际海事卫星与VDL数据链,以及地形感知与警告系统。驾驶舱的核心硬件由五个6×8彩色图形显示器和两个彩色CDU(控制显示单元) 组成。DRAGON为后续升级奠定了基础,包括GPS M-Code、空中交通通信和自动驾驶系统。美国空军DRAGON项目生产阶段于2018年开始。

美国空军Block40/45升级计划
冷湖空軍基地]]
2014 年,美国空军开始将Block 30/35的E-3B/C升级为Block 40/45标准的E-3G。此次升级将主飞行计算机更换为基于Linux的系统,同时将操作员工作站上的类似DOS 2.0的操作系统 替换为类似Windows 95 的系统。2016 年,一次为期三周的网络安全漏洞测试发现Block 40/45系统及其配套地面设备容易受到网络攻击威胁,因此被评定为 “不具备生存能力”。这一问题导致项目延迟约两年。 预计24架E-3将在2020财年结束前完成升级至Block 40/45标准,而7架飞机将被退役,以节省升级成本并回收已停产的零部件。

北约最终寿命延长计划
北约计划通过最终寿命延长计划(Final Lifetime Extension Program,FLEP) 在2019年至2026年期间对14架飞机进行大规模升级,从而将其 AWACS 的服役期限延长至 2035 年。

作战历史
美国
1977年3月,第552空中预警与控制联队在俄克拉何马州廷克空军基地接收了第一架E-3。 目前美国空军现役共有30架E-3。其中26架驻扎在廷克空军基地,隶属于空战司令部;4 架隶属于太平洋空军,分别驻扎在冲绳嘉手纳空军基地和阿拉斯加埃尔门多夫空军基地。另有1架飞机(TS-3) 被分配给波音公司用于测试与研发,并于2012年6月退役并拆解。 E-3的雷达与计算机子系统的数据收集能力 使得整个空战过程首次能够被完整记录。除了为高级指挥层提供敌方行动的关键实时信息外,E-3的空中管制员还协助完成了冲突中记录的41次空对空击落中的38次。 在此次空中战役中,超过1000架飞机从德国和意大利的基地起飞,参与摧毁南斯拉夫防空系统以及高价值目标,包括多瑙河桥梁、工厂、发电站、电信设施和军事基地。

2015年11月,一架E-3G被部署到中东,执行坚定决心行动中针对伊斯兰国的作战任务,这也是升级后的Block 40/45型飞机首次进行实战部署。

2026年3月約有6架被派往中東參與伊朗戰爭 (2026年),其中1架在沙地阿拉伯苏丹王子空军基地被伊朗彈道飛彈擊毁。

英国
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1987年2月,英国和法国在一个联合项目中订购了E-3预警机,并于1991年开始交付。 英国的需求源于猎迷项目被取消。英国的E-3D参与了 北约空中预警与控制部队(NAEWCF) 的行动,其许多任务直接来自北约指挥。不过,英国皇家空军的E-3D仍由英国机组人员操作,并能够执行独立的国家任务。

2009年,英国通过取消 “Project Eagle” 升级计划 的资金,实际上限制了E-3D机队的服役寿命。该升级原本计划将其提升至美国空军Block 40/45标准。《AirForces Monthly》报道称,到 2020年12月,在任何时间点仅有两架飞机可执行任务。

2019年3月,英国国防部宣布E-3D将从2023年开始由五架E-7楔尾预警机取代。价值15.1亿英镑的合同直接授予波音公司,没有进行竞争性采购,这一决定受到波音竞争对手以及英国国会国防特别委员会的批评。2021年《综合防务评估》确认订单减少为三架飞机。

2015年1月27日,英国皇家空军向塞浦路斯部署了一架E-3D,以支持美国主导的联军对伊拉克和叙利亚境内伊斯兰国武装的空袭行动。英国皇家空军E-3D的最后一次作战飞行于2021年7月进行,随后该机型正式退役。之後便出售給智利空軍。

法国
1987年2月,英国和法国在一个联合项目中订购了E-3,并于1991年开始交付。 法国共装备4架飞机,全部配备较新的CFM56-2发动机。

智利
三架波音E-3D于2021年9月从英国二手购入,并于2022年7月抵达 智利。编号ZH103和ZH106的飞机将加入第二航空旅第10航空大队(Grupo de Aviación N.º 10)。另一架E-3D据称将作为备件来源使用。

北约
北约采购了18架E-3A以及相关支援设备,其中第一架飞机于1982年1月交付。这些飞机注册在卢森堡。这18架E-3由北约E-3部队第1、2和3中队操作,基地设在北约盖伦基兴空军基地。北约和英国皇家空军的E-3还参与了对利比亚的军事干预行动。

2011年1月至2014年9月期间,北约E-3被部署到阿富汗马扎里沙里夫国际机场,作为北约国际安全援助部队任务 的一部分。该飞机被用于阿富汗上空军用飞机的空中交通管制,以及监视和友军飞机的战术管理。在阿富汗任务期间,北约E-3共执行1,240次任务,累计飞行12,240小时。

目前北约库存中有14架 E-3A,因为1架飞机在事故中损失,另外3架分别在2015年、2017年和2018年退役。第一架退役飞机原本需要进行六年周期的基地级维护检查,该维护成本非常高。449退役项目回收了价值超过4,000万美元的关键部件,用于支持剩余的现役飞机。其中一些被拆卸的部件已经停产或在市场上价格极高。

生产型号
E-3 已知发生四起机体全损事故,其中一次是戰爭折損,此外在RSIP开发期间还有一部雷达天线被损毁。

  • 1995年9月22日,一架美国空军E-3(呼号 Yukla 27,序列号 77-0354)在阿拉斯加埃尔门多夫空军基地起飞后不久坠毁。飞机在起飞过程中吸入多只加拿大鹅,导致左侧两台发动机失去动力。飞机在跑道东北约2英里处坠毁,机上24名机组人员全部遇难。
  • 1996年7月14日,一架北约E-3(编号 LX-N90457)在希腊普雷韦扎-阿克蒂翁机场冲出跑道并撞上海堤。当时飞行员误以为飞机遭遇鸟击,试图 中止起飞。飞机最终冲出跑道并撞上海堤后停下。无人受伤,但飞机被判定全损报废。调查人员未发现任何鸟击或吸入鸟类的证据。
  • 2009年8月28日,一架美国空军E-3C(序列号 83-0008)在内华达州内利斯空军基地参加红旗军演时,在着陆过程中前起落架塌陷,导致起火,飞机损坏严重无法修复。机上32名机组人员全部安全撤离。
  • 2026年3月27日,在伊朗戰爭期間,伊朗針對沙烏地阿拉伯的苏丹王子空军基地(Prince Sultan air base)發射多枚飛彈,造成15名美軍受傷,另有多架軍機受損,其中包括一架E-3「哨兵」預警機;根據公開照片可見,一架序列號為81-0005的E-3G在該基地被伊朗導彈襲擊炸斷機身中後段和機尾,可確定是E-3系列首個戰鬥損失。

使用國
;北約(NATO): 駐紮在德國北約基地Geilenkirchen的有18架,後來一架在希臘墜毀。所有飛機的註冊地都在盧森堡,負責監控歐洲區域。

  • 中隊 1
  • 中隊 2
  • 中隊 3
  • 訓練隊

;:
*收購3架英國皇家空軍退役的E-3D,取代了唯一1架的EL/M-2075費爾康。
;: 法國有4架E-3F,裝備類似英國E-3D。

  • 戰術偵查隊 01.036
  • 戰術偵查隊 02.036

;: 沙特阿拉伯有五架E-3A和八架KE-3A加油機,1983年購買。

  • 第十八中隊

;: 英國皇家空軍原本有6架E-3D,後增為7架。於1986年12月購買。英國把其命名為為Sentry AEW1。已退役,出售智利空軍3架。

  • 第8中隊
  • 第23中隊

;: 截至2026年3月28日,美国空軍有15架現役E-3。
1995年9月22日一架E-3B因為左邊兩個引擎吸入鴿子而墜毀,導致24人死亡。另有部份飛機借回波音作測試研發之用。
伊朗2026年3月27日針對沙烏地阿拉伯的苏丹王子空军基地(Prince Sultan air base)發射多枚飛彈,造成15名美軍受傷,另有多架軍機受損,其中包括一架E-3「哨兵」預警機;根據公開照片可見,一台序列號為81-0005的E-3G被伊朗襲擊炸斷整個機尾,基本可確定是E-3系列首個戰鬥損失。

  • 1976-1992
  • 美国空军空战司令部 1992-至今

** ,(俄克拉荷马州)(1976-2023)
*** (E-3B/C/G)(2001-2023)
*** (E-3G) (1976-2023)
*** (E-3G) (1977-2023)
*** (E-3G) (1984-2023)
*** (E-3G) (1976-2023)
** ,達夫拉空軍基地(阿拉伯联合酋长国)
*** (E-3G)

  • 美国空军预备役司令部

** ,(俄克拉荷马州)
***
**
***
*美國太平洋空軍
** ,(阿拉斯加州)
***
** ,嘉手纳空军基地(日本)
***

規格
參考資料
相關連結

  • E-767空中預警機

*P-3AEW&C藍色哨兵式空中預警暨管制機
*P-3C預警機
*偵察機
*SR-71黑鳥式偵察機

外部連結
*[https://web.archive.org/web/20070529030617/http://www.raf.mod.uk/equipment/sentry.cfm Royal Air Force E-3 Sentry information]
*[https://web.archive.org/web/20150801004632/http://awacs-spotter.nl/ NATO AWACS-Spotter Geilenkirchen website]
*[https://web.archive.org/web/20071206065823/http://www.worldsairspace.com/e3.htm World's AirSpace's E-3 page]

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